大型水泥廠中壓供配電系統中性點接地探討

何家成

摘 要：在我國電網建設中，傳統中壓供配電系統一般采用中性點不接地或經消弧線圈接地的方式，但隨著工業企業規模的擴大，不接地的中壓供配電系統以不太合適，尤其是在大型水泥廠建設中，中壓供配電系統中性點接地已成為電氣施工的重點。本文結合大型水泥廠建設實踐，對中壓供配電系統中性點接地方式進行深入的探討，以進一步提高電網運行的安全性和經濟性。

關鍵詞：中壓供配電系統；中性點接地；接地方式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.155

1 引言

電力系統中性點接地方式是一個涉及技術、經濟和安全等多方面的綜合問題，是電力系統中確保供電安全性的重要應用技術。中性點接地方式廣泛應用于中低壓培養網絡，尤其是中亞電網，擔負著直接供電的任務，這使其對安全性的要求十分嚴格。在大型工業企業建設中，中壓電網是電氣系統的重要組成部分，中性點經消弧線圈接地方式有利于提高供電連續性。大型水泥廠電氣工程施工中，中性點接地的方式影響供電安全性和穩定性，從根本上完善大型水泥廠配電系統的中性點借地方是，解決各種方案中的難題，對于進一步提升配電系統運行的安全性和經濟性具有積極的意義和現實價值。針對大型水泥廠電氣施工而言，考慮到供電安全、絕緣以及人身安全等因素，中性點接地方式主要有中性點不接地、中性點經電阻接地、中性點經消弧線圈接地和直接接地等幾種。

2 中壓供配電系統中性點不同接地方式

2.1 中性點不接地

在大型水泥廠電氣工程建設的實驗及現場實踐中發現，中性點不接地方式因接地程度系數k<0，當配電規模較小時，單項接地故障發生時的故障電流值較小，三相系統的平衡未被破壞，在這種情況下配電系統會被允許運行一段時間，通常不會影響供電。但當配電規模較大時，接地電流過大容易對系統絕緣產生影響，故障下的兩相對地電壓將升高3倍以沈陽，很容易導致相間短路，嚴重影響配電系統的安全穩定運行。因此這種模式在當前規模較大的大型水泥廠電氣工程設計建設中不再使用，而是被其他接地方式所替代。

2.2 中性點經電阻接地

中性點經電阻接地是當前大型工礦企業在電氣工程建設設計中常用的中性點接地方式，通常是在中性點串接電阻器來降低中性點電位，擬制電網過電壓的幅值，進而使中性點獲得保護。在中壓配電系統中，中性點經電阻接地方式的電阻選擇分為高電阻、中電阻和小電阻三種形式，其對應的電阻值分別為：①高電阻>100Ω，接地故障電流<10A；②中電阻10～100Ω，30A<接地故障電流<300A；③小電阻<10Ω，接地故障電流>600A。中性點經電阻接地方式下，接地電弧過電壓經電阻泄漏后得到明顯抑制，而且經電阻的中性點點位快速衰減，進而使配電系統得到保護，大大提高了安全性。

2.3 中性點經消弧線圈接地

中性點經消弧線圈接地是中壓配電系統廠用電的接地方式之一，而且在大型工礦企業的實踐運用中獲得良好的效果。中性點經消弧線圈接地具有諸多優點，當中壓配電系統發生瞬間單相接地故障時不斷電，不會引起繼電保護和斷路器動作。消弧線圈的電磁兼容性能較高，而且接地電流與故障點位置無關，能夠瞬間熄滅接地電弧，進而實現配電網保護。但在實驗和實踐運用中發現，消弧線圈的電感值并非固定，而是與電纜線路的長度具有直接的關系，因此一旦中壓配電電纜線路長度較大時，消弧線圈的電感值就很難調整到最佳狀態，進而影響安全保護性能。

3 中性點經電阻接地系統技術性能

針對大型水泥廠建設項目而言，中壓配電線路中性點接地方式選擇經電阻介入方式較為合適，雖然施工成本有所增加，但其在絕緣保護、安全穩定性等方面具有突出的優勢。中性點經電阻接地方式的采用是結合了大型水泥廠供電工程的實際情況而確定的，與不接地或經消弧線圈接地的方式相比較，經電阻接地更加適合，因為大型水泥廠供配電系統多采用電纜線路供電的形式，而且電纜線路較長，經消弧線圈接地不易調節線圈電感值。

實踐分析可知，大型水泥廠中壓供配電系統中性點電阻接地能夠顯著提升供電的可靠性，而且其對人身安全的影響十分有限。此外，由于大型水泥廠供配電系統多采用電纜線路，而對于電纜線路由于單相接地的過渡電阻一般較小，靈敏度沒有問題，因此中性點經電阻接地的繼電保護配置可采用不同時限的零序電流保護，或采用零序方向保護。綜上所述，大型水泥廠供配電系統中性點接地方式選擇經電阻接地具有較高的技術性能。

4 中性點接地方式中電阻的選型計算與電阻接入

大型水泥廠供配電中壓系統經電阻接地方式在選擇電阻類型時，需要結合實際情況進行分析。通常高電阻、中電阻與小電阻等不同接地方式的參數范圍不同，即高電阻電阻值大于100Ω，單項接地電流小于10A；中電阻電阻值在10～100Ω范圍值之內，單相接地電流在30～300A范圍值之內；小電阻電阻值小于10Ω，單項接地電流大于600A。高電阻通常用于大型發電機回路，不適于水泥廠中壓系統。小電阻接地故障電流達600～1000A，故障電流過大，且且造價較高，體積較大，對合金材料的要求較高，因此也不適于水泥廠中壓系統。中電阻接地方式可采用零序電流互感器獲取零序電流，而且造價不高，中保繼電器也能夠適應，因此可選擇經中電阻接地方式。

電阻選型計算方式如下： ； ； 。式中、、分別表示阻性電流、容性電流、單相接地故障電流，U、R分別表示相電壓、電阻值。在大型水泥廠電氣工程中，由于普遍采用電力變壓器為6-10kV繞組三角形聯結，因此可采用Y/Y附加三角平衡繞組的變壓器來實現中性點電阻接地。

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